基于AVR单片机的步进电机运动控制系统设计陆广平,等
载程序后,对单片机工作亦无任何影响。
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图2主控芯片连接图
2)输人、显示模块
输入模块是由16(4×4)个按键组成的矩阵键
盘¨J。该模块的主要功能为:①通过0~9十个数
字键输入预设定的步数(0~999)和转速(0—254);
②通过其余6个功能键,改变步进电机运行的
状态。
输出模块是四位共阳极的数码管组成。显示
驱动由4个PNP的三极管9012组成,在其发射极
外加+5 V电源。另外为保护单片机的端口,在数
码管的八位段选信号上要加470 fl的限流电阻,四
位位选信号线上加2 kfl的限流电阻。
3)电机驱动模块设计
由于是小功率三相步进电机,本设计采用3个
PNP的三极管9012。并在步进电机A、B、C的三
相脉冲信号输入线上添加红黄绿3个发光二极管作
指示灯,以保证步进电机的正确运行。原理如图3
所示。
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图3驱动原理
4)电源模块设计
由于本设计采用的是反应式步进电机,所以需
要在电源部分提供直流12 V的电压,因此需要加入
他稳压管7812,并且需要在整流二极管输出处加容
值较大电解电容(>470心)。为可靠稳定起见,这
里选用l
000心的电解电容。
2系统软件设计
在硬件电路设计好后,通过编程控制步进电
机实现不同运行功能。整个系统软件分为:按键
扫描获取模块、显示模块、步进电机起动运行模
块和精确运行模块心圳。
2.1电机起动运行模块
电机起动运行模块要求能控制步进电机的转
向和转速,并显示相应的状态,流程图如图4
所示。
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定时嚣初始化
调用定时嚣
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结束
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图4步进电机起动运行程序流程图
电机基本运行模式模块亦为一个循环函数体。
首先调用数码管显示子程序,再调用键盘扫描获
取函数,如无起动键按下,返回循环体开始处继
续循环;有起动键按下,继续判断是否有暂停键
按下,有则返占循环开始处,无则继续判断是否
有停止键按下,有则跳出循环结束程序,无则判
断是否有加/减键按下,有则做相应的定时器初值
修改,无则继续判断是否有正/反转键按下,有则
修改对应的方向状态。经这一系列的判断结束后
再调用电机起动运行函数,进行脉冲相序的赋值。
加减速处理程序的作用为修改定时器的初值,
从而改变定时器中断服务程序的执行频率,改变
电机的转速。每次加减速都以5为定值来改变定时
器初值,因此转速分为50档,开始运行默认转速
为25;当转速大于50时,自动调整为最大值,小
于0时,自动调整为最小值。暂停键按下,停止步
进电机的脉冲相序输出,但数码管保留原先显示
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